[发明专利]一种电袋复合除尘器气流均布优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及电袋复合除尘器，尤其是涉及基于CFD数值计算的一种电袋复合除尘器气流均布优化设计方法。

背景技术

电袋复合除尘器大型化应用中气流流场分布是关键技术问题之一，电袋复合除尘器的性能与其内部的气流组织密切相关，气流的合理分布与否直接影响设备的除尘效率、阻力和滤袋寿命。电袋复合除尘器将电除尘部件（放电极、收尘级等）和袋除尘部件（滤袋、袋笼等）放置在同一壳体内，其内部结构较常规电除尘器和袋式除尘器结构更为复杂，这使得气流在电袋复合除尘器内的流动情况极为复杂。气流在除尘器内不断扩散、转向，其流动比较紊乱，需要对气流进行组织分配。气流分布的目的之一是减少气流冲测、使各个滤袋单元气流分配均匀。含尘气流进入滤袋单元分配不均匀，就会使有些部位滤袋长期受到集中气流冲刷，滤袋单元处理气量不平衡加速滤袋的破损，实际中会发现某些固定部位经常出现滤袋破损的现象，原因就是局部长期受到高流速气流冲刷的结果。更为严重的是在运行期间，即使有一个滤袋破裂，都可能导致粉尘排放浓度迅速升高，而且气流通过滤袋上很小的破洞还会导致该滤袋周围临近滤袋的快速破损。致使除尘效率大大降低，造成灾难性损失。现有的气流分布技术是在除尘器进口烟箱设置气流分布装置，在电场区与滤袋区之间或者滤袋区与滤袋区之间设置导流装置，这些措施仅能改善电场区的气流分布和滤袋区局部气流对滤袋的冲刷，无法调节滤袋区气流的均匀分布，造成滤袋之间过滤负荷相差很大，出现设备阻力增加，滤袋提前破损等问题。而现有的电袋复合除尘器气流分布CFD（计算机流体动力学）计算仅是对上述措施进行模拟。因此，必须找到一种基于CFD的有效的气流组织技术，使得气流在除尘器内能实现均匀的分布，从而提高电袋复合除尘器的综合性能。

中国专利CN201744267U公开一种电袋复合除尘器，包括壳体，壳体的一侧设有烟气进口，壳体的上面设有出烟道，出烟道与位于壳体另一侧的烟气出口连通，出烟道的上面设有旁路烟道和提升阀，壳体的下面设有落灰斗；其要点是壳体内设有金属板集尘电极和过滤布袋，金属板集尘电极和过滤布袋之间设有气流均布隔板，金属板集尘电极的上面设有放电电极，放电电极通过导线升压变压器连接；过滤布袋的上面设有多孔花板和吹风清灰装置。

中国专利CN202506286U公开一种电袋复合除尘器，沿烟气流动方向依次设有电场区、滤袋区，所述滤袋区上方设有与滤袋区相通的净气室，所述滤袋区内设有至少一个滤袋组，每个滤袋组包括若干个滤袋，所述滤袋组与滤袋区的侧壁之间留有烟道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种基于CFD数值计算的一种电袋复合除尘器气流均布优化设计方法。

本发明包括以下步骤：

步骤1、通过缩小的物理模型和数值模型实验结果的对比和分析，确定电袋复合除尘器CFD计算中湍流模型、边界条件等参数的选取和设定，为实际工程的全尺寸CFD计算提供依据，确保CFD计算的准确性和可靠性；

步骤2、确定包括提升阀提升高度、提升阀孔径等影响电袋复合除尘器气流均布的有效调节手段；

步骤3、在建模过程中提供合理假设条件和模型简化方法；对提升阀提升高度值、提升阀孔径值在经验值的基础上合理选定一组数值，并用GAMBIT建模软件在一个模型上统一建模，生成一套网格模型；

步骤4、把网格模型导入Fluent中进行CFD计算，CFD优化设计包括以下步骤：

1.在Fluent中设定提升阀提升高度、提升阀孔径等各结构优化参数为经验值，将其作为预选方案，并进行计算；

2.通过CFD计算获得除尘器的内部气流组织模型，包括袋室间流量偏差、除尘器阻力等，并通过Fluent UDF（自定义函数）和C语言程序获取各滤袋的气体流量，计算其相对均方根值；

3.综合判断各数据指标是否符合电袋复合除尘器气流均布和性能要求，若预选方案不符合要求，在全面分析前一方案气流均布影响因素的基础上，重新设定提升阀提升高度值或提升阀孔径值，并返回步骤2，最后确定最优结构方案。

本发明不仅能准确地模拟电袋复合除尘器实际气流分布情况，而且能够方便准确地得到除尘器内袋室的流量偏差和各滤袋的气体流量相对均方根差，以及除尘器的阻力等除尘器的气流组织参数值，并通过对电袋复合除尘器内部结构的优化和对提升阀提升高度和提升阀孔径的合理选取，从而实现电袋复合除尘器的气流合理分布。

本发明有效地对电袋复合除尘器进行优化设计，大幅度降低了结构设计的成本和时间，确保电袋复合除尘器的气流均布性。

附图说明